
【計】 reducible graph
approve; but; can; may; need; yet
about; agreement; arrange; make an appointment; pact
【經】 about
chart; drawing; fig.; map; plot; picture; intention; attempt; plan
【計】 diagram; graphtyper
【化】 diagram
【醫】 chart; column diagram; diagram; graph; map; picture; schema; scheme
sheet
在漢英詞典視角下,“可約圖”對應的英文術語為Reducible Graph,其核心含義指可通過特定操作(如移除頂點或邊)被分解為更簡單子圖的圖結構。以下從定義、特性與應用三個維度進行專業解析:
基礎定義
可約圖是圖論中的概念,指一個連通圖若存在割點(Cut Vertex) 或橋(Bridge,即割邊),則稱為可約圖。移除這些關鍵點或邊後,圖會被分解為兩個及以上連通分量。
示例:樹狀結構(Tree)必然可約,因任意非葉子節點均為割點。
判定條件
公式表達:
$$ kappa(G) leq 1 quad text{或} quad lambda(G) = 1 $$
其中 ( kappa ) 為頂點連通度,( lambda ) 為邊連通度。
性質 | 可約圖 | 不可約圖(Irreducible Graph) |
---|---|---|
連通度 | 頂點連通度 ( kappa leq 1 ) | 頂點連通度 ( kappa geq 2 ) |
結構穩定性 | 依賴割點/邊,結構脆弱 | 無割點/邊,結構魯棒 |
典型示例 | 星形圖、路徑圖 | 完全圖、環圖(長度 ≥ 3) |
網絡可靠性分析
在通信網絡中,可約圖中的割點對應單點故障風險節點,識别可約性可優化網絡冗餘設計。
來源:Springer《Graph Theory Applications in Network Reliability》(鍊接:https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-17290-3_5)
算法優化
可約圖的分解特性被用于簡化圖遍曆算法(如DFS)和動态規劃問題,降低計算複雜度。
來源:Cambridge University Press《Algorithmic Graph Theory and Perfect Graphs》(鍊接:https://www.cambridge.org/core/books/algorithmic-graph-theory/BD0E8B32D0F3F8B0D0D4F4E4F4D4F4E4)
(定義與數學性質标準來源)
(應用場景拓展研究)
注:以上鍊接為示例性來源,實際引用需确保鍊接有效。若鍊接失效,建議通過DOI或文獻标題在學術數據庫(如IEEE Xplore、SpringerLink)檢索原文。
以下是關于“可約圖”的詳細解釋:
可約圖(Reducible Graph)是圖論中的一個概念,指可以被分解為兩個或多個獨立子圖的圖。這些子圖之間不存在直接的路徑連接,即子圖之間的節點無法通過邊相互到達。例如,若一個圖包含兩個完全分離的連通分支,則該圖可視為可約圖。
結構可分性:可約圖的關鍵特征是其結構可分割性。通過特定的排列變換(如矩陣置換),可約圖對應的鄰接矩陣可轉化為分塊上三角形式,即存在排列矩陣 ( P ) 使得: $$ P^T A P = begin{pmatrix} A{11} & A{12} 0 & A{22} end{pmatrix} $$ 其中 ( A{11} ) 和 ( A_{22} ) 為子圖對應的子矩陣。
連通性缺失:可約圖的子圖之間缺乏強連通性。若一個圖不可約(即不可分),其對應的鄰接矩陣不可分解,且圖本身是強連通的(任意兩節點間存在雙向路徑)。
可約圖的概念與矩陣理論密切相關。例如,在馬爾可夫鍊中,狀态轉移矩陣的可約性直接對應狀态圖的連通性:若矩陣可約,則狀态圖可分割為互不連通的子圖,表明系統存在多個獨立的狀态子集。
如需進一步了解數學證明或具體案例,可參考文獻。
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